Chimie · chapitre 3

La classification périodique en P1 : blocs, rayon, ionisation, électronégativité

Le tableau périodique n'est pas une liste à mémoriser : c'est une carte. Sa lecture découle directement de la configuration électronique du chapitre précédent, et une fois ce lien fait, la position d'un élément se déduit au lieu de s'apprendre.

Tout le chapitre repose ensuite sur un affrontement : la charge du noyau, qui attire les électrons, contre l'effet d'écran des électrons internes, qui la masque. Selon lequel l'emporte, le rayon atomique augmente ou diminue, l'énergie d'ionisation monte ou descend, l'électronégativité suit.

Les questions d'examen portent presque toujours sur les anomalies : les endroits où la tendance générale se casse, et où il faut savoir dire pourquoi. C'est un chapitre court, très rentable, et sur lequel il ne faut jamais apprendre une règle sans son exception.

Les 8 notions de ce chapitre

Voici le découpage que nous utilisons pour ce chapitre. Chaque notion tient dans une fiche courte, travaillée dans le Parcours de l'app, à raison de deux par jour.

  1. Périodes, groupes et les 4 blocs
  2. Placer un élément à partir de sa configuration
  3. Charge du noyau contre effet d'écran
  4. Les familles chimiques et la règle de l'octet
  5. Rayon atomique et rayon ionique
  6. L'énergie de première ionisation et ses anomalies
  7. L'affinité électronique
  8. L'électronégativité et le type de liaison

Testez-vous : 4 QCM corrigés

Au format de la première année : plusieurs propositions, chacune vraie ou fausse indépendamment. Répondez d'abord, ouvrez la correction ensuite.

Question 1

Parmi les propositions suivantes relatives aux périodes et aux groupes du tableau périodique, laquelle (lesquelles) est (sont) exacte(s) ?

  • Le tableau périodique compte 7 périodes, qui correspondent à ses lignes.
  • Tous les éléments d'une même période partagent le même nombre quantique principal n pour leur couche de valence.
  • Les groupes sont les lignes du tableau, et il y en a 18.
  • Deux éléments d'une même colonne ont la même configuration de valence, mais des propriétés chimiques différentes.
  • Les éléments sont rangés dans le tableau par masse atomique croissante.
Voir la correction

  • A. Vrai

    VRAI. Les périodes sont les lignes du tableau, et il y en a sept.

  • B. Vrai

    VRAI. C'est la définition même d'une période : période 1 → n = 1, période 2 → n = 2, et ainsi de suite. La ligne te donne donc directement la couche sur laquelle vivent les électrons de valence.

  • C. Faux

    FAUX : les groupes sont les colonnes du tableau, et non ses lignes. Les lignes, ce sont les périodes, au nombre de 7.

  • D. Faux

    FAUX : c'est justement l'inverse. Une même configuration électronique de valence entraîne les mêmes propriétés chimiques — c'est tout l'intérêt des colonnes.

  • E. Faux

    FAUX : le critère de rangement est le numéro atomique Z, croissant de gauche à droite puis de haut en bas.

Question 2

Parmi les propositions suivantes relatives à ce qui se passe quand on avance de gauche à droite dans une période, laquelle (lesquelles) est (sont) exacte(s) ?

  • Le noyau compte de plus en plus de protons, donc il attire de plus en plus fort.
  • Les électrons de valence restent tous sur la même couche.
  • La distance entre les électrons de valence et le noyau augmente le long de la période.
  • Cette accumulation de protons se traduit par un atome qui grossit.
  • L'exemple proposé compare Li (Z = 3) à F (Z = 9), et le fluor y est le plus gros des deux.
Voir la correction

  • A. Vrai

    VRAI. C'est le seul paramètre qui change vraiment le long d'une ligne : le nombre de protons, donc la force d'attraction.

  • B. Vrai

    VRAI. Le long d'une période, on remplit la même couche : le numéro n ne bouge pas.

  • C. Faux

    FAUX : la distance ne change pas, puisqu'on reste sur la même couche. Seul le nombre de protons évolue.

  • D. Faux

    FAUX : le noyau attirant plus fort à distance égale, l'atome rétrécit au contraire.

  • E. Faux

    FAUX : c'est le lithium qui est gros et le fluor qui est tout petit, précisément parce que le fluor a davantage de protons pour la même couche.

Question 3

Parmi les propositions suivantes relatives au classement de Na⁺, Na, Mg²⁺, F⁻ et O²⁻, laquelle (lesquelles) est (sont) exacte(s) ?

  • Na⁺, Mg²⁺, F⁻ et O²⁻ possèdent tous 10 électrons : ce sont des espèces isoélectroniques.
  • À nombre d'électrons égal, plus Z est grand, plus l'espèce est petite.
  • Na doit être traité à part : il a 11 électrons et se trouve sur la couche n = 3, ce qui en fait le plus gros des cinq.
  • Parmi les quatre espèces à 10 électrons, c'est Mg²⁺ qui est la plus grosse.
  • L'énoncé demande de classer ces cinq espèces par rayon croissant.
Voir la correction

  • A. Vrai

    VRAI. Le premier geste est de compter les électrons : quatre des cinq espèces en ont exactement dix.

  • B. Vrai

    VRAI. C'est le noyau qui tranche : à dix électrons pour tout le monde, celui qui a le plus de protons tire le plus fort.

  • C. Vrai

    VRAI. Il n'appartient pas au groupe isoélectronique, et sa couche de valence plus éloignée le place tout en haut du classement.

  • D. Faux

    FAUX : Mg²⁺ a le Z le plus élevé des quatre, donc c'est la plus petite. La plus grosse est celle de plus petit Z.

  • E. Vrai

    VRAI. On part donc de la plus petite pour aller vers la plus grosse.

Question 4

Parmi les propositions suivantes relatives au cas des gaz nobles et à l'emploi de la valeur absolue, laquelle (lesquelles) est (sont) exacte(s) ?

  • L'affinité électronique des gaz nobles est voisine de zéro.
  • Cela tient à ce que leur couche est déjà saturée, si bien qu'ils n'ont aucun intérêt à capter un électron.
  • C'est cette même stabilité qui leur donne, à l'inverse, les I₁ les plus élevées de leur période.
  • Les comparaisons portent sur AE elle-même, et non sur sa valeur absolue.
  • Ce que l'on suit à travers |AE| est le signe de l'énergie, et non l'intensité de l'attraction.
Voir la correction

  • A. Vrai

    VRAI. Capter un électron ne leur apporte rien : l'énergie mise en jeu est donc quasi nulle.

  • B. Vrai

    VRAI. Une couche complète est déjà stable : rien à gagner à l'encombrer d'un électron de plus.

  • C. Vrai

    VRAI. Une même cause, deux conséquences opposées : rien à gagner en captant, très cher à payer pour arracher.

  • D. Faux

    FAUX : on compare des valeurs absolues, précisément pour ne pas se laisser piéger par la convention de signe.

  • E. Faux

    FAUX : la valeur absolue mesure l'intensité de l'attraction, qui augmente ou qui diminue selon la position dans le tableau.

Ces questions sont un extrait. La banque complète, chapitre par chapitre, se travaille dans l'Arène de l'app, après la séance du jour.

La suite, dans l'app

Continuez dans le Parcours, gratuitement.

Vous avez la carte de ce chapitre. Les notions, elles, se travaillent une par une. Le Parcours de l'app Medeos propose deux fiches par jour, dans l'ordre du programme de première année (anatomie, biologie, chimie, physique), puis des QCM pour vérifier. Gratuit, sans carte bancaire.

Ouvrir le Parcours →Ou aller plus loin avec Medi Pro, nos 5 stages